鞠 香,田其燕,李 潔,陳克云,王艷麗,申中蘭,劉艷明,祝建華
(山東省食品藥品檢驗研究院,山東 濟(jì)南 250101)
特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品是指針對某些進(jìn)食受限、代謝紊亂、消化吸收障礙或特定疾病患者對營養(yǎng)素或膳食的特殊需求而專門配制加工而成的配方食品[1]。豆基配方食品是以大豆分離蛋白為基質(zhì),根據(jù)嬰幼兒生長發(fā)育的營養(yǎng)需求添加所需的維生素和礦物質(zhì)等而制成的一種配方食品,可替代母乳或斷奶食品。
大豆分離蛋白含大量對人體健康有益的必需脂肪酸,脂肪酸主要分為飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)、單不飽和脂肪酸(monounsaurated fatty acid,MUFA)和多不飽和脂肪酸(polyunsaurated fatty acid,PUFA)。營養(yǎng)學(xué)和生物臨床醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為,脂肪酸在維持人體健康方面起著重要作用,飲食中長鏈脂肪酸的組成及含量與多種疾?。ㄈ缒[瘤、冠心病、心腦血管和老年癡呆癥等)的發(fā)病率呈正相關(guān)[2-4]。因此,脂肪酸組成及含量也成為衡量樣品營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。
脂肪酸組成及含量通常采用氣相色譜儀結(jié)合使用光火焰離子化檢測器[5-6]或質(zhì)譜檢測器[7-8]進(jìn)行測定。特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品在我國處于起步階段,目前對于特殊醫(yī)學(xué)配方食品豆基中脂肪酸含量的測定報道較少。本文對特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品豆基中的脂肪酸甲酯化效率進(jìn)行研究,采用氣相色譜法(GC)測定豆基中脂肪酸的組成及含量,為測定特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品豆基中的脂肪酸含量提供了準(zhǔn)確可靠的方法。
1.1 儀器
Agilent 7890B氣相色譜儀,配備氫火焰離子化檢測器(FID)(安捷倫);3-18K冷凍離心機(jī)(德國SIGMA);水浴鍋(上海森信);SECURA2102-1分析天平(賽多利斯);SP-2560毛細(xì)管柱(100 m×0.25 mm,0.20 μm,上海安譜)。
1.2 試藥
鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)36 %~38 %),三氟化硼甲醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)15 %),氫氧化鈉,無水硫酸鈉(使用前于650 ℃灼燒4 h),乙醚,石油醚(沸程為30~60 ℃)均為分析純(國藥集團(tuán));甲醇,正己烷均為色譜純(賽默飛世爾);37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品(上海安譜);特殊醫(yī)學(xué)配方食品豆基從大型商場購買。
2.1 色譜分離條件
色譜柱:SP-2560(100 m×0.25 mm,0.20 μm);載氣:氮氣,流速:30 ml/min;分流比為50:1;進(jìn)樣口溫度:240 ℃;檢測器:250 ℃,氫氣流速:30 ml/min,空氣流速:300 ml/min,尾吹氣流速:40 ml/min;進(jìn)樣體積為1.0 μl,柱溫:程序升溫:初始溫度70 ℃,保持2 min,2 ℃/min升溫至220 ℃,保持10 min, 15 ℃/min升至240 ℃,保持10 min。
2.2 油脂的提取
稱取5.0 g豆基樣品于150 ml錐形瓶中,加入8 ml水充分混合,加入10 ml鹽酸,混勻,將錐形瓶置于70~80 ℃水浴,每隔5~10 min振搖一次,約40~50 min至試樣完全水解。取出錐形瓶,加入95 %乙醇10 ml充分混合,冷卻至室溫。將溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗,加入25 ml乙醚,渦旋3 min,再加入25 ml石油醚,渦旋3 min,靜置分層,將有機(jī)層提取液收集至250 ml旋蒸瓶中,以上步驟重復(fù)2次。揮發(fā)溶劑,殘留物為脂肪提取物。
2.3 脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化
在脂肪提取物中加入焦性沒食子酸1 mg,2 %氫氧化鈉甲醇溶液8 ml,連接回流冷凝器,80±1 ℃水浴上回流,直至油滴消失。從回流冷凝器上端加入15 %三氟化硼甲醇溶液7 ml,80±1 ℃水浴中繼續(xù)回流2 min。用少量水沖洗回流冷凝器。停止加熱,取下旋蒸瓶,迅速冷卻至室溫。
將旋蒸瓶中的液體移入50 ml離心管中,分別用3 ml飽和氯化鈉溶液清洗旋蒸瓶3次,合并飽和氯化鈉溶液于50 ml離心管中。準(zhǔn)確加入正己烷10 ml,渦旋2 min。吸取上層正己烷提取溶液大約5 ml,置 15 ml試管中,加入無水硫酸鈉約1~2 g,振搖1 min,靜置5 min,吸取上層溶液置進(jìn)樣瓶中待測定。
2.4 脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品的色譜分離
按2.1項色譜條件,對37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行了有效分離,色譜圖見圖1,色譜系統(tǒng)評價見表1。由圖1和表1可見,37種混合脂肪酸在78 min內(nèi)得到完全分離,各組分理論塔板數(shù)均大于40 000,分離度均大于1.5,完全可滿足豆基樣品中脂肪酸的檢測要求。
圖1 37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖
表1 37種脂肪酸甲酯色譜分離保留時間、理論板數(shù)與分離度
2.5 脂肪酸組成及含量的分析
脂肪酸含量測定的定量方法有面積歸一化法、外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法。面積歸一化法簡便,對于同系物含量測定具有較高的準(zhǔn)確性,因此本文采用面積歸一化法定量。
豆基中的油脂甲酯化后,脂肪酸甲酯的分離情況和脂肪酸組成分別見圖2、表2。由表2可見,油脂中的脂肪酸組成以16碳和18碳脂肪酸為主,其余脂肪酸含量較小,16碳脂肪酸主要為棕櫚酸和棕櫚油酸,18碳脂肪酸主要為硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸;從飽和度來看,油脂中飽和脂肪酸含量約8.5 %,以棕櫚酸和硬脂酸為主;不飽和脂肪酸含量約86 %,其中18碳不飽和脂肪酸含量較高。
表2 6種豆基油脂中的脂肪酸組成
圖2 豆基中的油脂經(jīng)甲酯化后的色譜圖
飽和脂肪酸主要是C4:0、C8:0、C10:0、C11:0、C12:0、C13:0、C14:0、C16:0、C18:0、C20:0、C21:0、C22:0、C23:0和C24:0脂肪酸含量之和,本實驗中6種豆基油脂中飽和脂肪酸含量約10 %;單不飽和脂肪酸(MUFA)是C16:1、C17:1、C18:1、C20:1、C22:1和C24:1脂肪酸含量之和,6種豆基油脂中單不飽和脂肪酸含量以油酸含量最高,約75 %;多不飽和脂肪酸(PUFA)主要為C18:2和C18:3,C18:2的含量約12 %,C18:32的含量約0.15 %。
3.1 甲酯化反應(yīng)是將甘油三酯通過皂化/酯化或直接酯交換方式轉(zhuǎn)化為可供GC分析的脂肪酸甲酯,本文按2.3項方法進(jìn)行甲酯化反應(yīng),油脂在堿性條件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯。甲酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率對測定結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要影響。本文考察了豆基中21種脂肪酸的甲酯化效率,將實驗測得的脂肪酸質(zhì)量與脂肪酸質(zhì)量的理論值進(jìn)行比較,得到豆基中21種脂肪酸的甲酯化效率均大于97 %,可認(rèn)為此反應(yīng)的甲酯化完全。
3.2 本文采用氫氧化鉀-甲醇甲酯化方式,用GCFID,采用面積歸一化法,對豆基油脂中的脂肪酸組成及含量進(jìn)行了測定和分析。本方法簡單快速,可準(zhǔn)確定性定量特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品豆基中的數(shù)十種脂肪酸。由分析可見,豆基油脂中的脂肪酸由飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸組成,且多為16碳和18碳的長鏈脂肪酸。6種豆基油脂中,飽和脂肪酸主要是棕櫚酸和硬脂酸,各約占5.3 %~5.6 %和2.7 %~2.9 %,不飽和脂肪酸主要是油酸、亞油酸和亞麻酸,其中油酸含量最高,占總脂肪酸的72 %~74 %,其次為亞油酸,占總脂肪酸的11.5 %~11.8 %,亞麻酸含量在2.8 %~3.2 %范圍內(nèi)。